[发明专利]一种鲟鱼软骨脱细胞基质丝胶蛋白生物墨水及其制备方法

说明书

本发明涉及一种鲟鱼软骨脱细胞基质/丝胶蛋白生物墨水及其制备方法，甲基丙烯酸酐修饰丝胶蛋白上的羟基和氨基，得甲基丙烯酸酐改性丝胶蛋白；甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰鲟鱼软骨脱细胞基质上的羟基和氨基，得甲基丙烯酸缩水甘油酯改性鲟鱼软骨脱细胞基质；甲基丙烯酸酐改性丝胶蛋白、甲基丙烯酸缩水甘油酯改性鲟鱼软骨脱细胞基质与光引发剂溶液混合制得鲟鱼软骨脱细胞基质/丝胶蛋白生物墨水。本发明创新性将水生生物鲟鱼软骨脱细胞基质作为生物墨水原材料引入到组织工程中，并通过与丝胶蛋白材料进行复合，通过紫外光照射，使甲基丙烯酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯的碳碳双键产生自由基发生聚合；形成的水凝胶具有可3D打印、性能可控、生物相容性好、可生物降解等优点，制备条件温和可控，可应用于组织工程材料等生物医用材料领域。为3D打印在组织工程中的应用提供新材料。

技术领域

本发明涉及属于3D打印生物墨水及生物材料组织工程支架开发技术领域，尤其是涉及一种鲟鱼软骨脱细胞基质/丝胶蛋白生物墨水及其制备方法。

背景技术

结合细胞与材料的3D生物打印技术是一种新兴增材制造技术，在健康科学相关领域取得了长足的发展，如组织工程领域的耳朵重建、皮肤再生、血管连接、骨和软骨再生等。

生物墨水在3D生物打印过程中作为承载细胞进行打印的载体，是细胞、生物材料和生物活性物质的混合物，决定了打印细胞的成活率、打印后的细胞生长情况、打印组织器官的精度及打印的方法。

因此生物墨水的基质材料的选择对于保证组织工程支架的生物相容性、印刷适性和机械性能来说是至关重要的。3D打印水凝胶材料由于其良好的生物相容性、生物降解性和可打印性强等优点，已成为生物墨水最适合的基质材料之一。

然而，目前可打印的生物墨水材料种类有限，力学性能和生物学性能参差不齐，难以适合快速发展的3D打印对材料功能化的要求。

鲟鱼软骨源生物材料除了水生生物来源生物材料无免疫原性风险、无疾病传播等独特优点外，同时富含胶原蛋白和硫酸软骨素，并且最令人感兴趣的是存在一些生物活性因子用于维持软骨组织表型，从而使鲟鱼体内骨架仅由白色软骨组成，具有不易钙化的独特生物学性质。这一特性可利于促进软骨再生，生成稳定的软骨组织。

丝胶蛋白作为一种天然蛋白质类材料，具有优异的生物相容性、亲水性和生物降解性，且含有大量便于交联和修饰的氨基、羟基、羧基，是理想的生物墨水基质材料。

发明内容

本发明设计了一种鲟鱼软骨脱细胞基质/丝胶蛋白生物墨水及其制备方法，以制备出能促进体外构建软骨生长、生物学功能和力学性能优良的组织工程支架。其解决的技术问题是现有3D生物打印的生物墨水种类有限，性能不可控、韧性表现差、生物相容性差等缺陷。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种鲟鱼软骨脱细胞基质/丝胶蛋白生物墨水的制备方法，包括以下步骤：甲基丙烯酸酐修饰丝胶蛋白上的羟基和氨基，得具有光聚合能力的甲基丙烯酸酐改性丝胶蛋白；甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰鲟鱼软骨脱细胞基质上的羟基和氨基，得具有光聚合能力的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性鲟鱼软骨脱细胞基质；甲基丙烯酸酐改性丝胶蛋白、甲基丙烯酸缩水甘油酯改性鲟鱼软骨脱细胞基质与光引发剂溶液混合制得鲟鱼软骨脱细胞基质/丝胶蛋白生物墨水。

优选地，所述甲基丙烯酸酐改性丝胶蛋白的制备方法如下：

将丝胶蛋白溶于PBS中得到丝胶蛋白溶液；甲基丙烯酸酐溶于PBS得到甲基丙烯酸酐溶液；丝胶蛋白溶液与甲基丙烯酸酐溶液在碱性条件下反应获得碳碳双键修饰于丝胶蛋白羟基和氨基上的改性丝胶蛋白。